语音报警器设计
远程智能语音报警系统设计

3 . 系统 硬件 设 计
3 . 1 主控 电 路
2 . 1 设 计 要 求 本 次设计是 在传 统 的报 警系统 中加 入远程语音 报警模块 , 当室 内的温度或 烟雾浓度超 出一定 范围时 ,系统 自动发送无 线 报警信号 ,接收板接收信号 并进行语音报 警。 设计要 求和 技术指 标 : ( 1 ) 体 积 小 : 探 测 器 的 体 积 要 尽 可能 的 小,这样 占用 的空 间才能减少 ,使用和 更换才会方 便; ( 2 ) 功 耗 低 : 系 统 可 以采 用 三 节 5 号干 电池 供 电或 5 v 电 源 供 电。 ( 3 )可 靠 性 高 : 由于 不 确 定 的 电磁 干 扰 可 能存 在 在 系 统 工 作环境 中 ,为 了保证系统 长时 间的可靠 工作 ,以及减少误报 次 数 ,所 以选 择 多指 示 灯 ,指 示 不 同 的状 态 。 2 . 2 远程 智能语音报警 系统原理 本 远 程 智能 语音 报 警系 统 ,应 当 由系统 控 制单 元 、传 感 器 信 号采 集 单 元 、 智 能 语 音 报 警 模 块 以 及 无 线 信 号 收 发 模 块 组 成 。 系 统 结 构 图如 图 1 所示。
1 . 引 言
在现代社会的生活和生产中,人们会采取各种方法来提高系统 的可靠性。但是在长期的使用中,系统在所难免的会出现一些故障。 因此,故障诊断及报警技术就成为提高控制系统可靠性与可维修性 的非常重要 的一道防线。传统的声光报警系统对视觉信号大多采用 数码 管 、光 子牌 、 光柱 、指 示灯 等来 实现 ,对听 觉信 号一 般 采用 电 铃、蜂鸣等来实现。但是由于受物理条件的限制,其很难达到令人 满意 的 效果 , 以至 于 出现 由于报 警信 息不 明确导 致故 障 处理 不及 时 或处理不当的现象,从而造成不必要的损失【 】 】 。针对传统声光报警 系统存在 的不足 ,远程智能语音报警系统应运而生。其 目的就是在 发生 警情 时 利用 无线 通信 技 术进 行语 音提 示 ,从 而提 高 系统 的操 作
基于52单片机红外语音报警器的设计毕业设计

毕业设计基于52单片机红外语音报警器的设计[摘要] 本系统是基于A T89S52单片机控制的红外线防盗报警器,主要由红外线发射部分、红外线接收部分、单片机以及声光报警部分组成。
可通过发射电路发射的红外线被遮挡时控制报警系统报警, 通过单片机控制报警电路的运行,并能同时进行声光报警,用红外线收发管进行检测,安装隐蔽,不易被发现;探测信号采用脉冲信号,节能且抗干扰。
系统可以探测到一定范围内的人的闯入, 可以应用在安防范围比较确定的情况下。
采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点,有着广阔的市场前景。
[关键词]单片机;红外线防盗报警器;语音报警The design of infrared voice alarm system based on single-chipmicrocomputerAbstract: The system is a infra-red anti-theft alarm controled by single-chip AT89S52, including infra-red part of the launch, part of the infrared receiver, microcontroller, as well as part of sound and light alarm.The system will alarm when infrared ray has been blocked , through the single-chip microcomputer to control the operation of alarm circuit, and at the same time sound and light alarm, with infrared transceiver test tube, install hidden, can not easily be found; detection signal using pulse signal, energy-saving and anti-jamming. This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of anti-theft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages, has broad market prospects.KEY WORDS: Single chip microcomputer;Infrared anti-theft alarm; Voice alarm目录目录 (2)第一章绪论 (1)1.1红外报警器的简介 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3本设计所要实现的目标 (2)第二章设计方案 (3)第三章主要元器件 (4)3.1主控芯片AT89C52 (4)3.1.1管脚说明 (5)3.1.2震荡特性 (7)3.2 LM339N芯片介绍 (8)3.3反射性光电探测器RPR220 (10)3.4 ISD1820语音芯片介绍 (11)第四章硬件电路的设计 (13)4.1 系统的主流程图介绍 (13)4.2部分电路设计 (17)4.2.1二路光电传感器 (17)4.2.2主电路电路图介绍 (19)第五章软件电路的设计 (23)5.1流程图板块 (23)5.2源程序 (24)5.3 keil软件介绍 (27)第六章实物演示 (29)6.1 Protel99介绍 (29)6.2实物运行过程 (31)致谢 (32)参考文献 (37)第一章绪论1.1红外报警器的简介在一些电影、电视剧中我们常可以看到,有些博物馆等安全性要求比较高的场所,在安防电脑系统的屏幕上面,显示着一根根红线,如果有人进入不小心“触”到了这根红线,那么报警器就会发响。
声控报警器设计知识点

声控报警器设计知识点声控报警器是一种基于声音信号的安全设备,能够通过感知周围的声音来判断是否存在异常情况并发出警报。
它在家庭、商业和工业等领域中被广泛应用,以提供安全保护和预警功能。
在设计声控报警器时,有几个重要的知识点需要考虑和掌握。
一、声音传感器声音传感器是声控报警器的核心组件之一。
它能够将声音信号转换为电信号,并传送到报警器的控制电路中。
常见的声音传感器有麦克风和声压传感器等。
麦克风通过感知声波的声压变化产生电信号,而声压传感器则通过感知声波的气压变化产生电信号。
在选择声音传感器时,需要考虑其灵敏度、频率响应范围和音频放大器的要求。
二、信号放大器声音传感器产生的电信号通常较弱,需要通过信号放大器进行放大,以便能够更好地被报警器的控制电路处理和判断。
信号放大器可以采用运算放大器或其他放大电路来实现。
在设计声控报警器时,需要确保放大器的增益适当,以避免噪音干扰和信号失真。
三、滤波器为了准确地判断声音信号的特征和频率内容,声控报警器中通常需要加入滤波器电路。
滤波器可以去除不必要的低频或高频成分,以便更好地区分目标声音和环境噪声。
常见的滤波器类型有低通、高通、带通和带阻滤波器等,具体的选择要根据实际应用需求来确定。
四、比较器比较器是声控报警器的关键组件之一,用于将经过滤波和放大的声音信号与预设的阈值进行比较。
如果声音信号超过了预设的阈值,比较器将触发报警电路,从而发出警报。
在选择比较器时,需要注意其阈值的精度和响应时间,以确保报警器的准确性和灵敏度。
五、警报器警报器是声控报警器中最直观的输出部分,负责发出声音或光信号来警示人们。
常见的警报器包括声音喇叭、闪光灯和振动器等。
在设计声控报警器时,需要选择合适的警报器类型,并确保其功率和音量适中,以便在发生异常情况时能够吸引人们的注意。
六、电源和电路保护最后,声控报警器还需要一个稳定可靠的电源和相应的电路保护措施。
电源可以采用电池、交流电源或太阳能电池等,具体的选择要根据报警器的使用环境和功耗要求来确定。
工业用智能语音报警控制器的设计

工业用智能语音报警控制器的设计摘要:本文概述了工业用智能语音报警控制器的设计原理,利用STC单片机和LCD液晶显示器,组成最小单片机显示系统,实现工业现场控制与显示。
概述了WT588D语音芯片的功能和使用方法,以及以LM1875T为核心的功放电路的原理。
也阐述了STC单片机的功能和特点以及与LCD显示电路原理。
通过KEIL 软件进行编程设计,经过制作电路板,完成系统测试,最后给出了软件编程程序。
关键字:WT588D语音芯片;STC单片机;LM1875T;LCD显示Industrial use intelligent voice alarm controllerdesignWang Pengfei Teacher: Shen HongjunAbstract: This paper summarizes the industrial use intelligence voice alarm controller design principle, the use of STC single-chip microcomputer and LCD monitor, minimum of single chip microcomputer display system, realize the industrial field control and display. Summarizes the WT588D voice chip of the function and the method of use, and to LM1875T as the core of the power amplifier circuit principle. Also expounds the STC function and characteristic of the single chip microcomputer and LCD display circuit principle. Through the KEIL software programming design, after making circuit boards, complete system test, and finally presents software programming procedures.Key word: WT588D voice chip; STC single-chip microcomputer; LM1875T; LCD display前言随着时代的变迁,科技的发展,工业生产大幅度的提高了社会生产力。
声控报警器课程设计

声控报警器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解声控报警器的基本工作原理,掌握相关的电子元件知识,如麦克风、声音传感器、集成电路等。
2. 学生能够描述声控报警器的电路连接方式,了解电路图的阅读和绘制。
3. 学生掌握声控报警器的调试方法,理解声音信号的放大和处理过程。
技能目标:1. 学生能够独立完成声控报警器的组装,提高动手操作能力。
2. 学生通过实践,培养解决问题和故障排查的能力。
3. 学生能够运用所学知识,对声控报警器进行改进和创新。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对科学技术的兴趣,提高探究精神和创新意识。
2. 学生通过团队合作,培养沟通协调能力和团队精神。
3. 学生了解声控报警器在现实生活中的应用,认识到科技对生活的改变,增强社会责任感。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识与动手操作,培养学生的实际应用能力。
学生特点:学生处于初中年级,具有一定的电子元件知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生动手实践,培养解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活和科技创新中。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 电子元件知识:介绍麦克风、声音传感器、集成电路等电子元件的原理和功能,对应教材第3章相关内容。
2. 电路连接与原理:讲解声控报警器电路的连接方式、工作原理,学习电路图的阅读和绘制,对应教材第4章相关内容。
3. 实践操作:指导学生进行声控报警器的组装、调试和改进,培养动手能力和实际问题解决能力。
a. 组装:按照电路图,将电子元件连接成声控报警器,对应教材第5章实践操作部分。
b. 调试:教学生如何调整声控报警器的参数,使其达到最佳工作状态。
c. 改进:引导学生思考如何优化声控报警器的设计,提高其性能和实用性。
4. 创新设计:鼓励学生运用所学知识,对声控报警器进行创新设计,培养创新意识和能力。
消防语音烟感智能疏散报警器设计

消防语音烟感智能疏散报警器设计摘要:面向新一代社区开发的一套含有离子感烟探测、温度感应、红外线探测等功能的消防智慧报警系统,可监测温度及多种有害气体,同时实现多源传感器数据融合,多参数综合分析。
其中运用灰尘补偿技术,解决了报警器因长时间灰尘积累而检测迟钝的问题,降低了产品的误报率。
依托GSM技术实现了无距离限制信息传输,进一步优化产品,实现了本地联动声光报警和远程短信定位报警的功能。
关键词:智慧报警、精准识别、ZigBee1引言我国的火灾自动报警系统的形式基本上可分为三种:区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。
具体安装形式主要是集散控制方式,基本上是自成体系,自我封闭。
这就使得各系统间不能资源和服务共享,特别是造成一些硬件的重复投资。
发生火灾时系统不能自动向城市“119”火警受理中心报告,特别是对具体的起火部位、火势大小等火场情况难以用语言来详细表述,这就使消防队不能准确、合理、及时调动兵力处置火情,以至造成不必要的损失。
另外各系统不管大小都得有人昼夜值班,增加了人力投资浪费。
针对上述问题,开发一套消防智慧报警系统,内设置离子感烟探测器、温度传感器、红外线探测,可监测温度及多种有毒气体,实现多源传感器数据融合,实现功能多合一,并运用利用灰尘补偿技术,解决了报警器因长时间灰尘积累而检测不敏感问题,降低了产品误报率。
依托GSM技术实现无距离限制信息传输,进一步的优化产品,实现本地联动声光报警,远程短信定位报警的功能。
2系统总体设计在本系统中,主要实现远程智能报警,通过半导体气体检测以及离子式颗粒物检测来精准识别烟雾,热电偶温度检测以及红外温度检测来测量温差,在温度方面采用电阻式温度检测,对烟雾、温度、湿度进行测试呈递给双工信号转移配置器以及逻辑计算核心处理器,再通过总线转移交给由低频率宽桥广播元件、高通量短讯息即发元件、固态电子存储元件构成的“多方送出”反馈系统利用高声贝电子讯响器发送到物业微消防后台和个人短信通知,实现远程智能报警。
声控报警器的设计
声控报警器的设计声控报警器是一种基于声音识别技术的报警装置,它具有在检测到异常声音时自动触发警报的功能。
声控报警器广泛应用于公共场所、家庭、商业场所等各种场合,能够有效地保护人们的生命财产安全。
声控报警器的设计需要考虑多方面的因素,包括声音识别算法、信号处理技术、报警装置的建造和安装等。
下面将详细介绍声控报警器的设计要点。
一、声音识别算法声控报警器的核心技术是声音识别算法。
声音识别算法的性能直接影响到声控报警器的准确性和可靠性。
声音识别算法的设计需要考虑以下几个方面:1. 安静环境下的声音识别:在安静环境下的声音识别相对较为简单,但需要考虑到环境噪音对声音识别的影响。
需要设计一种能够区分声音和噪音的算法,以提高声音识别的准确性。
3. 实时性:声控报警器需要能够实时地对异常声音作出反应,因此声音识别算法的设计需要考虑到实时性,以满足声控报警器对时间敏感的要求。
二、信号处理技术1. 声音信号的采集:声控报警器需要具备对声音信号的高效采集能力,包括声音信号的收集、转换和传输。
需要采用高性能的声音传感器和信号处理芯片,以实现对声音信号的快速准确采集。
2. 声音信号的预处理:声音信号的预处理是声控报警器设计的重要环节,它能够对采集到的声音信号进行降噪、滤波等处理,以提高声音识别的准确性。
3. 声音信号的特征提取:声音信号的特征提取是声音识别算法的前提和基础,它能够从声音信号中提取出具有代表性的特征,以用于声音识别算法的训练和优化。
三、报警装置的建造和安装声控报警器的报警装置是通过发出声音或光线来提醒人们发生异常情况。
报警装置的建造和安装需要考虑以下几个方面:1. 声光报警器:声控报警器可以选择使用声音、光线或声光联合的方式进行报警。
声光报警器在设计时需要考虑到声音、光线的传播范围和覆盖面积,以及报警效果的可感知性。
2. 报警装置的位置:声控报警器的报警装置的位置选取对其性能有着重要的影响。
在选择报警装置的位置时需要考虑到报警范围、报警范围内的环境噪音和声音传播的特性等因素。
声控报警器的设计
声控报警器的设计声控报警器是一种利用声音识别技术提供安全保障的装置,它能够根据声音的频率、音量和音调来判断是否出现异常情况,并在发现异常情况时发出警报。
声控报警器在家庭、商业场所和公共场所都有广泛的应用,它能够及时发现突发事件,给人们提供及时的警示和帮助。
本文将介绍声控报警器的设计原理、功能特点以及使用注意事项。
一、声控报警器的设计原理声控报警器的设计原理主要基于声音识别技术和报警装置的结合。
声控报警器通过麦克风采集环境声音,并利用声音识别算法对环境声音进行分析处理。
声音识别算法可以识别出人声、机器声、环境噪音等不同类型的声音,并将其与预设的声音模式进行比对,以判断出是否有异常情况发生。
一旦声控报警器判断出异常情况,就会触发报警装置,发出警报信号,提醒人们注意,并通过连接的设备向相关人员发送警报信息,以便及时采取应对措施。
二、声控报警器的功能特点1. 灵敏度高:声控报警器能够对各种声音进行识别,能够准确判断人声、机器声和环境噪音,并对异常声音做出及时的响应。
2. 可靠性强:声控报警器采用先进的声音识别技术,具有较高的稳定性和可靠性,不易受到外部干扰。
3. 多功能性:声控报警器不仅可以发出声音警报,还可以通过连接其他设备,比如灯光、监控摄像头等,实现联动报警,并及时向相关人员发送警报信息。
4. 易安装:声控报警器可以根据具体需求灵活设置安装位置,方便使用者根据场所的不同进行自由布置。
5. 节能环保:声控报警器采用低功耗设计,对环境资源的消耗较小,具有一定的节能环保效果。
三、声控报警器的使用注意事项1. 安装位置的选择:声控报警器的安装位置应选择在尽可能靠近可能发生异常情况的地方,比如门窗口、角落等位置,以便及时发现异常情况。
2. 噪音干扰的排除:在安装声控报警器的位置,要尽可能排除周围的环境噪音干扰,保证声控报警器的灵敏度和准确性。
3. 维护保养:定期检查声控报警器的电源供应和工作状态,确保其正常运行。
声控报警器的设计
声控报警器的设计声控报警器是一种采用声音控制技术的安全防护设备,它能够在监测到异常声响时发出警报并通知相关人员,起到预警和防护的作用。
声控报警器的设计主要包括硬件和软件两个方面,其中硬件设计是其核心部分,包括传感器、处理器、报警器等;而软件设计则是对硬件的控制和逻辑处理。
声控报警器的设计需要考虑到应用场景和使用需求,以便能够满足不同环境下的安全防护要求。
在这篇文章中,我们将详细介绍声控报警器的设计方案,并分析其优势和应用情景。
一、硬件设计1. 传感器声控报警器的传感器是监测声音信号的核心部件,其性能直接决定了报警器的准确度和可靠性。
一般情况下,声控报警器会采用高灵敏度的麦克风作为声音传感器,以便能够捕捉到低音量或远距离的声音信号。
传感器的灵敏度和频率响应特性是设计时需要重点考虑的参数,其可以根据具体的应用场景和环境特点进行选型和调整。
2. 处理器在声控报警器中,处理器负责对传感器捕获的声音信号进行处理和分析,并判断是否触发报警。
处理器一般采用单片机或DSP芯片,具有较高的计算能力和响应速度,同时还需要具备低功耗和稳定性的特点。
处理器的设计需要考虑到不同场景下的声音特征和噪声干扰,以确保能够准确地判断异常声响并及时发出警报。
3. 报警器当声控报警器监测到异常声响时,报警器负责发出声音、光闪或其他警报信号,同时可以联动其他设备或系统进行应急处理。
报警器的设计需要考虑到不同环境下的可听性和可见性要求,以便在紧急情况下能够吸引人们的注意并采取相应的应对措施。
声控报警器的软件设计是对硬件的控制和逻辑处理,其主要包括信号处理、声音识别、报警触发等功能。
在软件设计中,需要充分考虑到声音信号的复杂特性和环境噪声的干扰,以确保报警器能够准确地判断异常声响并发出警报。
1. 信号处理声音信号是一种复杂的非线性信号,其包含了丰富的频率和时域信息。
在报警器中,需要对捕获的声音信号进行预处理和滤波,以去除噪声干扰并突出异常声响。
家庭语音报警系统的毕业设计
家庭语音报警系统的设计摘要随着现代化进程的快速发展,人们的经济消费水平普遍得到提高,但经济的高度发展离不开人口的急剧增加,尤其是流动人口的增加幅度日益攀升,无形之中就给居住在城市中的人们提出了安防的难题。
在传统的家庭安防措施里,例如防盗门或者人防保安,并不能很好的起到防范作用,所以家庭语音报警系统的设计对于维护城市中居民家庭安全具有非常重要的意义。
家庭语音报警系统能够准确的检测到不法分子入侵的信号,及时播报语音报警信号并且记录作案时间,实现对住宅的安全防控。
本设计采用AT89S51式单片机分析处理数据,将处理后的信号传输至语音芯片ISD4004,开启播报警情语音等相应的其他功能。
关键词AT89S51 ,ISD4004,语音报警ABSTRACTWith the the the continuous development of of the modern society, the the level of people's economic has been significantly improved, but the the the height of the development of of the economy can not,floating population amplitude increasingly climbed, invisible among the give living in citiesthe our of the the people were asked the a security and of the puzzle. In the the the traditional home security measures years, for example, the anti-theft door or civil air defense security, and can not be avery good act as deterrents., So the the the design of of the Family voice alarm system for the maintenance of the family of residents in the the city security of has a very important significance. Family voice alarm system be able to accurately of the detect to the the signal the invasion of by the lawless elements, in a timely manner broadcast the voice alarm signal and record the the committing the crime time, to achieve the prevention and control of of on the residential the safety of. This design uses the data of the AT89S51--style single-chip analytical processing, will the the the signal transmission after the the processing to the the of voice chip ISD4004, a the corresponding the other functions of to the sowing the alarm situation V oice and and so on is opened.Key Words: AT89S51;ISD4004;voice alarm1.绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2.系统硬件电路的设计 (2)2.1 系统相关芯片的简介 (2)2.1.1 主控制器模块 (2)2.1.2 单片机系统中所用其他芯片简介 (6)2.2 系统设计要求分析及总体设计框图 (11)2.2.1 系统设计要求分析 (11)2.2.2 系统总体设计框图 (11)2.3 信号采集放大与处理电路设计 (12)2.3.1 人体信号采集装置 (12)2.3.2 信号放大与处理电路 (15)2.4 语音录放电路设计 (17)2.4.1 语音录放电路 (17)2.5 键盘和显示电路设计 (18)2.5.1 键盘电路 (18)2.5.2 显示电路 (19)2.6 DS1307电路设计 (21)3.系统软件程序的设计 (22)3.1 软件分析及设计流程框图 (22)3.2 录音播报软件的具体实现 (23)4. 总结 (29)1.绪论1.1 引言随着科技的不断进步和经济的快速发展,在人均收入水平提高的同时,也给人们生活方式带来改变和提高,人们更加注重自己生活环境的安全性。
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1 引言随着物质生活水平的不断提高,人们对自己的个人安全和家庭财产安全、公共场所安全等越来越重视,安全已成为一种市场需求;同时经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加,给家庭住宅、办公室、商店等防控增加了新的难题和提出了新的课题,传统的人防物防形式已经难以适应社会形势发展的需求。
科学技术的进步和普遍应用,进一步推动了智能化社区和智能化商店的建设步伐[1]。
建立智能语音报警系统,是应对目前日趋复杂的社会形势尤其是对入室盗窃、抢劫案件、火灾、煤气中毒以及爆炸等进行层次性和综合性解决的最佳方式和重要手段,是编织社会化防范网络,是整合治安防范资源,提升国家粮库防控水平,促进安全技术防范管理工作可持续发展的有效途径;智能语音报警系统突破了传统的技术防范的概念,为建立一体化的新型家庭、办公楼、商铺防控体系提供了有效的平台;是新时期家庭、办公楼、商铺防控的最佳人机结合形式,可有效提高防控的科技含量和社会含量,发展前景广阔[2]。
1.1 本课题的目的与意义目前市场上的高端报警产品虽然在质量,可靠性方面做地比较好。
但是其产品价格昂贵,常常让普通老百姓望而却步。
而低端产品在质量,稳定性方面存在诸多问题。
有少部分的市区家庭、中小型商铺购买安装了简易防盗报警装置,将报警信息发送到自己指定的控制室,由于质量不稳定,没有采取有效的误报警防范措施,且报警信息又得不到有效的分析过滤,处警也得不到有效保证,因此常常发生误报现象,防盗、防火效果不理想。
并且,目前市场上的产品,无论是低端的还是高端的都缺少人机交互的功能,普通老百姓对名目繁多的功能键无可奈何,无法体现现代生活的智能化要求[3]。
1.2 本课题的的技术现状语音报警系统是用物理方法或电子技术,自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为,产生报警信号,并提示值班人员发生报警的区域部位,显示可能采取对策的系统。
语音报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。
一旦发生突发事件,就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点,使于迅速采取应急措施。
语音报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统[4]。
1.3 本课题技术的发展总体而言,语音报警产品的发展趋势,产品技术将在数字化、无线化、集成化前提下力求突破。
而在应用市场上,将朝更细化的方向前进——针对不同市场,推出不同产品。
有厂商表示,专为仓库的定向幕帘式+防宠物探测器,成本低、安装简单的无线联网报警系统,以及小区智能化安防+报警集成系统产品都将是亮点[5]。
2 本课题的总体方案及零部件选择和介绍凌阳十六位单片机的CPU内核采用凌阳最新推出的μ’nsp(Microcontroller and Signal Processor)16位微处理器内核(以下简称μ’nSP);而μ’nSP?内核是一个通用的核结构。
SPCE061A 是继μ’nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。
SPCE061A里内嵌32K字(Word)的闪存(FLASH),2K字(Word)SRAM的;内置十位ADC、DAC,有多达十四个的中断源等丰富的片内资源。
CPU最高可工作在49MHz的主频下,应用凌阳μ’nSP的精简指令集,再加上较高的处理速度使μ’nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号;这使得SPCE061A带有DSP特性,且具有灵活的语音处理功能。
因此,与其它类型的单片机相比,以μ’nSP为核心的SPCE061A微控制器是适用于有数字语音功能的应用领域产品的一种最经济的选择[6]。
方案总体介绍SPCE061A简介本方案采用凌阳科技公司16位高性能的微控制器—SPCE061A作为主控处理器,其CPU硬件资源情况如下:16位μ’nSP微处理器;工作电压(CPU) VDD为2.4~3.6V (I/O) VDDH为2.4~5.5VCPU时钟:0.32MHz~49.152MHz ;内置2K字SRAM;内置32K FLASH;系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电仅为2μA@3.6V;2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);2个10位DAC(数-模转换)输出通道;32位通用可编程输入/输出端口;14个中断源可来自定时器A / B,时基,2个外部时钟源输入,键唤醒;具备触键唤醒的功能;7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能;具备串行设备接口;具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能;内置在线仿真电路ICE(In- Circuit Emulator)接口;具有保密能力;具有WatchDog功能(由具体型号决定)SPCE061A是一款基于μ′nSP内核的16位单片机,其芯片特性如下:(1)工作电压:内核工作电压VDD为3.0~3.6V(CPU),I/O口工作电压VDDH为2.4~5.5V(I/O);(2)CPU时钟:0.32MHz~49.152MHz;(3)内置2K字SRAM和32K闪存ROM;(4)系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电小于2μA@3.6V;(5)具备触键唤醒的功能;(6)32位通用可编程输入/输出端口;(7)2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);(8)7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;(9)2个10位DAC(数-模转换)输出通道;(10)14个中断源可来自定时器A/B,时基,2个外部时钟源输入,键唤醒;(11)具备串行设备接口;(12)低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能;(13)内置在线仿真(ICE,In-Circuit Emulator)接口。
图2.1 SPCE061A的内部结构框图SPCE061A的最显著的特性是其的语音特性,依靠其内部集成的ADC、DAC、32K 的FLASH及CPU高速的处理能力,使SPCE061A可以实现单芯片的语音录放功能,代替传统的MCU+语音芯片方案,这样可以在减少产品成本的同时,提高产品的可靠性。
而凌阳公司在语音产品方面有着丰富的经验,提供多种语音压缩算法的应用,可以在一定程度上解决目前安防产品普遍存在不便使用的问题;而且这些语音压缩算法都以库的形式提供给用户,用户需要到语音功能时,只需调用相应的函数即可,应用起来非常简单、灵活。
这样,可以为客户减小开发的难度的同时增加产品的卖点[7]。
本方案中,以SPCE061A的单芯片代替传统的MCU+语音芯片方案,SPCE061A丰富的片内资源使得本方案很容易就可实现一般智能安防报警器的基本功能[8]。
而针对SPCE061A所拥有的独特的语音功能和DSP特色进行精心的设计,使得SPCE061A的语音功能得以灵活的应用;使本方案拥有一些独特的功能:1. 报警留言设置:可预录10S钟的报警语音。
(单芯片完成,代替以往的MCU+语音芯片)2. 主控器设置提示:播放语音提示用户进行操作。
(人性化的语音提示,使安防报警器更易操作,真正成为大众化的产品)3. 主控器状态提示:当测到用户或其它人在布防期间进入防区时,先语音提示用户撤防,若一定时间后仍不撤防且还检测到有人在防区内,则触发警情。
(人性化的语音提示,使忘记撤防不再是用户对安防报警又爱又恨的理由)4. 远程电话控制功能:用户可以通过电话线,在远程对家中的主机进行控制,如布防、撤防等,同时还可以选择对现场声音进行监听;在远程控制的时候,播放语音提示操作[9]。
另外,SPCE061A有着丰富的片内资源,如UART、SIO、多种时基中断等,再结合SPCE061A的语音特色,使得SPCE061A非常适合于有语音功能的安防报警器的应用设计中。
单芯片的语音功能方案可以提高系统的可靠性,为客户减少成本;同时也为客户的产品加上了一个独特的卖点[10]。
2.1 总体方案论证与设计总体方案设计流程图如图2.2:图2.2 总体方案设计流程图本设计采用语音报警技术,语音播放清晰以及能及时报警,通过设置在粮库周围的光电传感器进行报警。
当有人从两个传感器之间通过时传感器接受的信号发生变化,同时将信息传送至控制中心,并能显示具体位置。
此外,系统在报警信号接收方面作了许多改进,提高了整个系统的性能[11]。
2.2 零部件一介绍2.2.1 凌阳SPCE061A板介绍.SPCE061A是公司设计的一种16位单片机,该款单片机资源丰富,具有极高的性价比,该单片机内置有2路DA转换,8路AD转换及在线仿真,并且有16×16位的乘法运算和内积运算的DSP功能,这为它进行复杂的语音数字信号的压缩编码与解码提供了便利,还可以做数字滤波器。
这些特点为我们进行在语音处理尤其是语音识别领域的应用提供了便利[12]。
2.2.2 语音原理语音识别技术在各个层面均有广泛的应用前景。
电脑软件领域,例如:语音命令、语音输入,对话系统、查询系统、教学软件、游戏软件等;消费性电子产品领域,例如:电子记事本、声控玩具、语音拔号功能的手机等;工业产品领域,例如:车用移动电话、车用导航系统等;电话系统领域,例如:语音识别总机服务、语音拔号、语音订票订位等[13]。
语音识别就是让机器听得懂人们所讲的话,基本框架如图2.3和图2.4所示。
图1是语音训练模型的部分:将已知的语音信号经由端点侦测(End Point Detection)及特征参数求取(Feature Extraction)而产生标准的语音参考样本[14]。
图2.3 调练环节图2.4 是语音识别的部分将待测的语音信号,经与图1同样的处理步骤求得特征参数后再与前述的标准语音参考样本对比,找出最相似的参考样本作为辨识的结果[15]。
2.2.3 语音识别分类若依使用者的限制而言可分为特定人语音与非特定人语音识别。
1 特定人语音识别使用特定人语音识别系统前,须先把使用者的语音参考样本存入当成比对的资料库,即特定人语音识别系统在使用前就必须先进行图1的训练学习步骤。
2 非特定人语音识别使用本系统前根本不需要先学习,便能直接使用。
一套最佳的语音识别系统是不须经过学习便能进行语音识别,但通常辩识率都比较低。
另外以说话方式的连续是否又可分为非连续语音识别和连续语音识别。
对于非连续语音来说,识别所说的每一个字必须分开辨认;而连续语音识别可以一般自然流利的说话方式来进行人性化的语音识别,但由于关系到相连音的问题,很难达到好的辨认效果[16]。
2.3 零部件二介绍2.3.1 光电传感器光电传感器工作原理:光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电传感器在一般情况下,有三部分构成2.5 光电传感器结构图它们分为:发送器、接收器和检测电路。